離心機(jī)(分離機(jī))的隔振系統(tǒng)

1、離心機(jī)（分離機(jī)）的隔振系統(tǒng)應(yīng)用與試驗(yàn)離心機(jī)（分離機(jī)）的隔振系統(tǒng)賈海英（廣州廣重分 離機(jī)械有限公司，廣東廣州510252）應(yīng)用效果。5： a離心機(jī)（分離機(jī)）是一種高速回轉(zhuǎn)的機(jī)器，其轉(zhuǎn)速從每 分鐘數(shù)百轉(zhuǎn)到數(shù)萬轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)動(dòng)中回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的不平衡，以及離心機(jī)在 運(yùn)轉(zhuǎn)過程中還要加進(jìn)物料，物料的分布均程度等原因，都將引起離心 機(jī)的振動(dòng)。另外，有時(shí)由于工藝的需要，要求將離心機(jī)安裝在高層樓板上, 對(duì)振動(dòng)的要求也就更為苛刻。為了延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，保證操作人 員的人身安全，就要采取適當(dāng)?shù)母粽翊胧?，因此離心機(jī)（分離機(jī)）的 隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。1隔振原理隔振，就是將振動(dòng)源與地基等的剛性連接改成為彈 性連接，以隔

2、絕或減弱振動(dòng)能量的傳遞，從而實(shí)現(xiàn)減小振動(dòng)或減低噪 音的目的。隔振裝置一般是在基座下面放上隔振器，用以隔離激振源 與地基等周圍物體，使機(jī)器的振動(dòng)不致傳向周圍。衡量隔振效果好壞 的重要指標(biāo)一般用隔振系數(shù)n或稱傳遞系數(shù)）表示。有時(shí)也用隔振效 率e=（由于機(jī)器的剛度比隔振器的剛度大得多，所以一般將機(jī)器看 作只有質(zhì)量的剛體，而將隔振器看作只有剛度和阻尼的彈性元件。對(duì) 于僅考慮單向振動(dòng)的機(jī)器，可以簡(jiǎn)化為單自由度隔振系統(tǒng)。如所示。該系統(tǒng)是由1個(gè)機(jī)器（質(zhì)量為m）和1個(gè)隔振器c （阻尼系數(shù) 為k）組成，干擾力為簡(jiǎn)諧干擾力fsint,此系統(tǒng)的微分方程為：轉(zhuǎn) 子的固有頻率發(fā)生共振時(shí)的那一特定轉(zhuǎn)速。從以上推導(dǎo)可知，當(dāng)

3、w=wn時(shí)，位移達(dá)到無限大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 會(huì)產(chǎn)綸很大的振動(dòng)。而z越大，則位移x越小。wwn,位移x趨近0.因此，欲使離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作 轉(zhuǎn)速w必須避開臨界轉(zhuǎn)速wn為隔振系統(tǒng)微分方程分析圖示。機(jī)械研究與應(yīng)用2離心機(jī)（分離機(jī)）的隔振系統(tǒng)嚴(yán)格來講，離 心機(jī)的隔振系統(tǒng)多為多自市度系統(tǒng)，除了回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，還有搖擺運(yùn)動(dòng), 但在具體計(jì)算隔振系統(tǒng)時(shí)，考慮到計(jì)算的復(fù)雜性，以及搖擺運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī) 器的影響較回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)小的多，故常將其簡(jiǎn)化為單自由度的系統(tǒng)。只有當(dāng)機(jī)器的工作轉(zhuǎn)速低于或高于臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)才平穩(wěn)。因此，根據(jù)各種離心機(jī)的性能要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，當(dāng)要求的工作轉(zhuǎn)速低 于臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，離心機(jī)的軸設(shè)計(jì)的比較粗大，因而，剛性好，臨界

4、轉(zhuǎn) 速就會(huì)更高，這種軸通常稱為剛性軌其轉(zhuǎn)子則為剛性轉(zhuǎn)子。例如刮刀 卸料離心機(jī)、活塞推料離心機(jī)等。當(dāng)要求的工作轉(zhuǎn)速高于臨界轉(zhuǎn)速時(shí), 離心機(jī)的軸設(shè)計(jì)的較為細(xì)弱，剛性小，臨界轉(zhuǎn)速就會(huì)更低一些，這種 軸稱為撓性軌其轉(zhuǎn)子為撓性轉(zhuǎn)子，例如碟片離心機(jī)、上懸式離心機(jī)等。目前，在離心機(jī)中采用的隔振裝置可分為兩類。一類為軸系隔振，即在軸承處設(shè)置彈性元件，使機(jī)器的振動(dòng)不 致傳到機(jī)座和地基。例如，如簡(jiǎn)所示的碟片離心機(jī)在立軸的上軸承處 安裝有6個(gè)輻射彈簧?？墒褂捎诓剂喜痪鶆虻绒D(zhuǎn)子不平衡引起立軸振動(dòng)與機(jī)座與地 基隔開。另一類是在離心機(jī)的軸承座處或基座下面設(shè)計(jì)有隔振元件的 隔振系統(tǒng)，如刮刀卸料離心機(jī)、活塞推料離心機(jī)等。因?yàn)?/p>

5、臨界轉(zhuǎn)速與彈性元件的剛度k以及機(jī)器的質(zhì)量m有關(guān), 當(dāng)機(jī)器質(zhì)量一定時(shí)，臨界轉(zhuǎn)速主要受k值的影響。而k值是由彈性 元件的材料、結(jié)構(gòu)等決定的，因此，有必要對(duì)彈性元件進(jìn)行分析。3彈性元件的設(shè)計(jì)膠和組合式等。常用金屬彈簧有圓柱形螺旋彈簧和圓錐彈簧。 圓柱形彈簧是較為常用的隔振元件，它的受力與變形之間基 本上呈線性變化，力學(xué)性能穩(wěn)定，設(shè)計(jì)值與實(shí)際值很接近。且彈性力 p隨彈簧壓縮變形量x的增大而增大。這種彈簧的剛度可以設(shè)計(jì)的很 大，也可設(shè)計(jì)的很小，分別可得到自振頻率很高或很低的隔振元件。 其彈性力的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：圓柱形彈簧的缺點(diǎn)是阻尼系數(shù)很小，一般 為001左右，隔振效果較差。對(duì)于壓縮彈簧來講，其高度和直徑

6、之 比即l/d不能太大。否則，橫向的剛度過小，容易引起機(jī)器的晃動(dòng)。 一般我們?nèi)/d 1. 5,其水平剛度可通過查表得到。 圓錐彈簧圓錐彈簧與圓柱彈簧相比，具有較大的橫向穩(wěn)定 性，它的負(fù)荷和變形是非線形的，因此圓錐彈簧的自振頻率是變值， 可以防止共振現(xiàn)象的發(fā)生。利用橡膠作為隔振元件。由于橡膠具有形狀不受限制，有較高 的內(nèi)阻、可吸收沖擊和高頻振動(dòng)的能量、工作平穩(wěn)、噪聲小、安裝和 調(diào)整方便、便于維護(hù)和保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用在許多設(shè)備中。目前橡膠彈簧的主要材料是天然橡膠、丁晴橡膠、氯丁橡膠等。 橡膠彈簧的靜彈性特性a橡膠彈簧的表觀剪切彈性模數(shù)ga 一般將彈簧材料的剪切彈性模數(shù)g作為橡膠彈簧的表觀剪切

7、彈性模 數(shù)ga即g-ga b橡膠彈簧表觀彈性模數(shù)ea拉伸橡膠彈簧：:a=e （橡 膠材料的彈性模數(shù)）壓縮彈簧則與彈簧的形狀、結(jié)構(gòu)尺寸以及附件支 承表面結(jié)合狀態(tài)等情況有關(guān)。其中：為表征幾何影響系數(shù)。圓柱型、圓柱帶孔的橡膠彈簧：i=3. 3彈性元件的選擇就彈性 元件所用的材料來分類，有金屬彈簧、橡比。 橡膠彈簧的動(dòng)彈性特性機(jī)械研究與應(yīng)用橡膠彈簧的內(nèi)摩擦 大，使其變形對(duì)于力有個(gè)滯后過程，動(dòng)表觀剪切彈性模數(shù)與靜表觀剪 切模數(shù)之比稱入）2=蘆關(guān)的橡膠圈的單位壓力。表1傳遞率t頻率比j且尼比的關(guān)系1,即干擾力的頻率小于 隔振系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，傳遞率為1,即干擾通過隔振基礎(chǔ)全部傳遞 給基礎(chǔ)，隔振系統(tǒng)不起作用

8、。當(dāng)入=1時(shí)，即干擾力的頻率等于或接 近系統(tǒng)固有頻率時(shí)，傳遞率t> 1,即隔振系統(tǒng)不起作用，反而放大 振動(dòng)的干擾，甚至產(chǎn)生共振現(xiàn)象。當(dāng)1.414即當(dāng)干擾力的頻率大于系 統(tǒng)固有頻率的2倍時(shí)，傳遞率t<1,隔振系統(tǒng)真正起到作用。（2）在工程結(jié)構(gòu)中，一般多為小阻尼狀態(tài)，頻率5時(shí)，即干 擾力的頻率等于系統(tǒng)固有頻率的255倍時(shí)可滿足工程上的要求。此 時(shí)，隔振效果良好。4.2隔振器的選用（1）隔振器必須選擇得不至于激發(fā)系統(tǒng)的固有頻率。(2)當(dāng)隔振裝置在靠近共振區(qū)工作或在設(shè)備啟動(dòng)過程中必須 通過共振區(qū)時(shí)，隔振器必須有阻尼。4.3隔振器的布置(1)隔振器的布置應(yīng)盡量使隔振器的剛度中 心、干擾力中心

9、和基礎(chǔ)的重心在同一垂線上，以防止各方面的振動(dòng)耦 合，將多自由度的振動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為單自由度的振動(dòng)系統(tǒng)。(2)盡量降低隔振系統(tǒng)的重心，以保證系統(tǒng)具有足夠的穩(wěn)定 性。例如可以加大基礎(chǔ)的重量，降低其有效重心，利于隔振等。如(a)、(b)所示。機(jī)械研究與應(yīng)用(3)配用其他隔振措施，作到整體隔振，以 達(dá)到系統(tǒng)的隔振效果。(4)隔振元件常選用金屬彈簧或橡膠。(a)對(duì)稱于機(jī)器重心布置(b)降低設(shè)備重心提高安裝支點(diǎn)隔 振器的布置5應(yīng)用實(shí)例我公司生產(chǎn)的gk1600n刮刀卸料離心機(jī)，轉(zhuǎn) 鼓轉(zhuǎn)速為900i/min主電機(jī)功率為75kw,機(jī)器總重15000kg.本機(jī)的隔 振裝置的設(shè)計(jì)如所示，由于機(jī)器重心較高，因此選用降低設(shè)備重心提 高安裝支點(diǎn)的方法。并設(shè)計(jì)有重量為15 000kg的鋼筋混凝土隔振板, 使得設(shè)備整體重心降低。隔振元件選用16個(gè)耐酸堿橡膠圈，并對(duì)稱 布置，以保證各支撐點(diǎn)的隔振器受力均勻。上下襯有26mm鋼板。在 主機(jī)、油箱、電機(jī)座安裝好后，調(diào)節(jié)吸振膠圈的位置，使得各吸振膠 圈壓縮高度一致后，將墊板與上下連接板焊接。1吸振膠2下連接板3上連接板4隔振板通過計(jì)算水泥基礎(chǔ)所承受的載荷為：靜載